發(fā)力ARM服務(wù)器芯片市場 高通底氣何在？

在服務(wù)器CPU市場，英特爾架構(gòu)一枝獨(dú)秀，市場份額已連續(xù)多年超過90%；POWER和SPARC雖然難挽下滑趨勢，但在關(guān)鍵任務(wù)領(lǐng)域仍有用武之地；幾乎已經(jīng)退出歷史舞臺的Alpha架構(gòu)得益于在中國超算“神威·太湖之光”中的大量應(yīng)用，被注入了一支強(qiáng)心劑。

相比之下，數(shù)年前一度被寄予厚望、曾被視為數(shù)據(jù)中心低功耗變革動力的ARM架構(gòu)卻似乎慢慢淡出了我們的視線。然而，這并不代表它將在數(shù)據(jù)中心偃旗息鼓。時值2016年收尾和2017年開張之期，高通（Qualcomm）在ARM領(lǐng)域連番發(fā)力，讓沉寂許久的ARM服務(wù)器陣營重鳴號角。

2016年11月18日，貴州華芯通半導(dǎo)體技術(shù)有限公司北京研發(fā)中心正式啟用?！叭A芯通”是由貴州省人民政府與高通公司共同出資設(shè)立的合資企業(yè)，已經(jīng)獲得ARM v8-A 64位處理器架構(gòu)授權(quán)?！叭A芯通”將通過引進(jìn)、消化吸收、再創(chuàng)新，重點(diǎn)針對高端服務(wù)器芯片指令集CPU微結(jié)構(gòu)、多核互連、SOC等關(guān)鍵技術(shù)開展攻關(guān)，開發(fā)適合中國市場的先進(jìn)服務(wù)器芯片產(chǎn)品。

2016年12月7日，高通宣布全球首款10納米服務(wù)器芯片Qualcomm Centriq 2400開始商用送樣，預(yù)計2017下半年進(jìn)入商用市場。作為Qualcomm Centriq系列的首款產(chǎn)品，Centriq 2400采用最先進(jìn)的10納米FinFET制程技術(shù)，最高可配置48個內(nèi)核，其所搭載的Qualcomm Falkor CPU，是高通研發(fā)的定制化ARM v8內(nèi)核，通過高度優(yōu)化可實(shí)現(xiàn)高性能，低功耗，特別針對數(shù)據(jù)中心最常見的工作負(fù)載而設(shè)計。

高通如此高調(diào)地對服務(wù)器市場“送秋波”、“秀恩愛”，既吸引了從業(yè)者的視線，也不免引發(fā)疑問：眾所周知，高通是移動芯片領(lǐng)域的頂尖廠商，但緣何它會選擇這個時間點(diǎn)發(fā)力ARM服務(wù)器芯片市場呢？

ARM芯片是否還有“搞頭”？

這個疑問的根源，離不開ARM架構(gòu)在服務(wù)器市場曾有的戲劇性發(fā)展經(jīng)歷。

大概是2010年，在移動端如日中天的ARM陣營表現(xiàn)出了對于服務(wù)器和數(shù)據(jù)中心的野心。當(dāng)時，數(shù)據(jù)中心能耗瀕臨上限，“大數(shù)據(jù)”已經(jīng)露出了爪牙，數(shù)據(jù)中心迫切地希望找到一種能以較低的功耗來處理大量并行化、輕量化負(fù)載的方法，而ARM架構(gòu)處理器所具備的多內(nèi)核、高并行、低功耗的特性正好滿足了數(shù)據(jù)中心的這種新需求。

于是，業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為，ARM芯片將成為數(shù)據(jù)中心新的“顛覆者”，前景一片光明。隨后，F(xiàn)acebook等大型互聯(lián)網(wǎng)廠商開始定制ARM服務(wù)器，Marvel、Cavium、Applied Micro Circuits、三星等芯片廠商紛紛加入ARM服務(wù)器芯片的研發(fā)，惠普等服務(wù)器廠商開始測試ARM服務(wù)器，而2012年x86服務(wù)器芯片老兵AMD宣布推出64位ARM服務(wù)器芯片，更是為ARM進(jìn)軍數(shù)據(jù)中心加上了助燃劑。

當(dāng)時，分析師們曾經(jīng)樂觀地預(yù)測，到2019年，ARM服務(wù)器芯片出貨量將占到總體市場的20%~25%。

然而，ARM的數(shù)據(jù)中心之路走得并不如預(yù)料中那樣順暢。2013年底，ARM服務(wù)器領(lǐng)域的先驅(qū)Calexda成為“先烈”，為ARM在數(shù)據(jù)中心的發(fā)展前景蒙上一層陰影。2016年，Applied Micro表示將出售ARM服務(wù)器業(yè)務(wù);也有消息稱博通也將結(jié)束ARM服務(wù)器計劃;而曾經(jīng)讓人看好的AMD，又將重心轉(zhuǎn)回了x86和GPU。

所以，回顧這幾年ARM服務(wù)器芯片的發(fā)展歷程，好似“一壺水被迅速燒熱又逐漸冷卻”，這種尷尬局面讓人不得不對ARM服務(wù)器芯片的未來感到困惑。

再回到上面的問題，ARM服務(wù)器芯片還有“搞頭”么？高通為何在有先驅(qū)屢屢失利、甚至成為“先烈”的情況下高調(diào)進(jìn)軍服務(wù)器和數(shù)據(jù)中心？高通ARM服務(wù)器芯片賴以生存的根基和底氣又在哪里？

高通在打怎樣的“小算盤”？

高通是一家精明的企業(yè)，否則無以成為移動芯片界的龍頭企業(yè)。在我看來，高通選擇在這個時間點(diǎn)高調(diào)入局，其根本原因在于看好ARM服務(wù)器芯片市場的復(fù)蘇趨勢和發(fā)展前景。

的確，ARM服務(wù)器市場正在復(fù)蘇。盡管經(jīng)歷了幾年的不溫不火，ARM服務(wù)器芯片卻在近兩年，特別是2016年，迎來了一個重要的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。

過去幾年中，ARM服務(wù)器芯片在市場、技術(shù)和生態(tài)環(huán)境方面尚不成熟，而今，不管是市場、技術(shù)還是生態(tài)方面，它都面臨著近年來最佳的一個生長環(huán)境。

第一，先看市場。前文提過，ARM的優(yōu)勢在于多內(nèi)核、高并行、低功耗，這樣的能力非常適合數(shù)據(jù)中心的并行化、輕量化負(fù)載，如搜索、Web、CDN、冷存儲等。但由于ARM服務(wù)器芯片發(fā)展過慢，而英特爾x86服務(wù)器芯片的能效比也在不斷提升，數(shù)據(jù)中心對于ARM的需求已經(jīng)不是那么強(qiáng)烈。

如今的市場和幾年前已經(jīng)不可同日而語。時下，互聯(lián)網(wǎng)日趨繁榮，移動終端數(shù)量高速增長，物聯(lián)網(wǎng)快速發(fā)展，云計算、大數(shù)據(jù)、移動、社交引領(lǐng)了新一輪的技術(shù)革命。在這些新趨勢中，數(shù)據(jù)有集中也有分散，不論是貯藏了海量數(shù)據(jù)的大規(guī)模數(shù)據(jù)中心，還是分散在網(wǎng)絡(luò)邊緣的計算節(jié)點(diǎn)，都希望將每瓦特性能放在首位，更加注重空間和能耗的節(jié)約，用更少的成本從數(shù)據(jù)的流動中掘金。

同時，人工智能、深度學(xué)習(xí)、機(jī)器視覺計算等新興應(yīng)用負(fù)載的大熱將異構(gòu)計算推到了舞臺中央，單一的CPU架構(gòu)已經(jīng)無法滿足這些應(yīng)用對于浮點(diǎn)計算能力、并行度、能效等方面的需求，于是，近年來CPU+GPGPU、CPU+FPGA等異構(gòu)計算方式大行其道，其中，ARM+GPGPU、ARM+FPGA也因更具能效優(yōu)勢，被視為一種理想的異構(gòu)計算方式。

在這些新興應(yīng)用和趨勢中，單純的英特爾架構(gòu)方案已經(jīng)不能完全讓大型數(shù)據(jù)中心的用戶滿意，雖然英特爾CPU的能效比在不斷提升，并且也具備Xeon Phi協(xié)處理器方案，但大型互聯(lián)網(wǎng)用戶更希望追求極致，將數(shù)據(jù)中心的能效做到更高。

于是，ARM又迎來了新的機(jī)會。2013年百度在其南京數(shù)據(jù)中心首次應(yīng)用ARM服務(wù)器來支撐百度云服務(wù)，將TCO降低了25%，存儲密度提升了70%。本月初，又有消息稱，ARM將與阿里巴巴集團(tuán)在數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)方面展開合作，阿里巴巴將在自身數(shù)據(jù)中心的服務(wù)器上大量采用ARM架構(gòu)低功耗CPU，以逐步替換英特爾產(chǎn)品。

第二，再看技術(shù)。過去幾年中，ARM服務(wù)器芯片的絕對性能提升并不高，故而ARM服務(wù)器只能被應(yīng)用于一些輕量化的場景中。

而新近亮相的高通Qualcomm Centriq 2400，則將ARM服務(wù)器芯片的規(guī)格提升到了一個新的臺階：集成高達(dá)48個內(nèi)核，率先采用10nm工藝（領(lǐng)先于英特爾的14nm），內(nèi)核經(jīng)過高度優(yōu)化，可同時實(shí)現(xiàn)高性能與低功耗，專門針對數(shù)據(jù)中心最常見的工作負(fù)載而設(shè)計。雖然高通沒有公布Centriq的進(jìn)一步細(xì)節(jié)，但從核心數(shù)量和工藝上來推測，Centriq在性能與功耗方面的綜合表現(xiàn)將能夠與英特爾的主流芯片一較高下，且很有可能也領(lǐng)先于AMD即將推出的Zen服務(wù)器芯片。

另一方面，ARM+GPGPU、ARM+FPGA等異構(gòu)計算技術(shù)也在不斷走向成熟，特別是在超算領(lǐng)域。此前，巴塞羅那超算中心就曾采用ARM+GPGPU的異構(gòu)方式，富士通計劃建造的百億億次超算也將引入ARM芯片，同樣采用異構(gòu)計算。今年10月，英特爾子公司Altera推出了新一代的Stratix 10 FPGA，其中就采用了四核ARM Cortex-A53處理器。

有趣的是，連英特爾都開始重新接受ARM架構(gòu)，這足以說明ARM技術(shù)的誘人之處。

第三，最后看生態(tài)。由于缺少生態(tài)系統(tǒng)，特別是軟件生態(tài)，ARM這些年來發(fā)展得不太順利。而今，互聯(lián)網(wǎng)的繁榮發(fā)展帶動了開源生態(tài)的發(fā)展，也給ARM的軟件生態(tài)帶來了利好消息。

對此，Qualcomm產(chǎn)品管理副總裁樂美科（Americo Lemos）曾表示，軟件過去大多是垂直的架構(gòu)，而現(xiàn)在更多是使用開放源代碼軟件——這對Qualcomm來說是一件好事，因?yàn)槿腴T的門檻變得非常低，不必再投資幾十億美金用于搭建軟件架構(gòu)。

他說：“就像x86系統(tǒng)原來做的那樣。開放源代碼軟件的普及和應(yīng)用降低了Qualcomm進(jìn)入這一領(lǐng)域的門檻?！?/p>

所以，無論市場、技術(shù)還是生態(tài)，ARM進(jìn)軍數(shù)據(jù)中心已經(jīng)處于一個“臨界點(diǎn)”，高通在這個時間點(diǎn)高調(diào)入局，稱得上是恰逢其時。